package DataStructures.Tree.ThreadedBinaryTreeDemo;

public class ThreadedBinaryTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试一把中序线索线索二叉树的功能
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

        //二叉树 后面我们要递归创建 现在简单处理使用手动创建
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);
        node3.setLeft(node6);

        //测试中序线索化
        ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();
        threadedBinaryTree.setRoot(root);
        threadedBinaryTree.threadedNodes();

        //测试 以10号结点
        HeroNode leftNode = node5.getLeft();
        System.out.println("10号结点的前驱结点是" + leftNode);
        HeroNode rightNode = node5.getRight();
        System.out.println("10号结点的后继结点是" + rightNode);

        //当线索化二叉树后 不能再使用原来的遍历方法
        System.out.println("使用线索化的方式遍历线索化二叉树");
        threadedBinaryTree.threadedList(); // 8 3 10 1 14 6
    }
}

//定义ThreadedBinaryTree 实现了线索化功能的二叉树
class ThreadedBinaryTree {
    private HeroNode root;

    //为了实现线索化 需要创建要给指定当前结点的前驱结点的指针
    //在递归进行线索化时 pre总是保留前一个结点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }

    //方法重载 threadedNodes方法
    public void threadedNodes() {
        this.threadedNodes(root);
    }

    //遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList() {
        //定义一个变量 存储当前遍历的结点
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            //循环地找到leftType == 1的结点 第一个找到的应该就是8结点
            //后面随着遍历而变化 因为当leftType == 1时 说明该结点是按照线索化
            //处理后的有效结点
            while (node.getLeftType() == 0) {
                node = node.getLeft();
            }
            //打印当前这个结点
            System.out.println(node);
            //如果当前结点的右指针指向的是后继结点 就一直输出
            while (node.getRightType() == 1) {
                //获取到当前结点的后继结点
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替换这个遍历的结点
            node = node.getRight();
        }
    }

    //编写对二叉树进行中序线索化的方法
    //node就是当前需要线索化的结点
    public void threadedNodes(HeroNode node) {
        //如果node == null 就无法线索化
        if (node == null) {
            return;
        }
        //1.先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());
        //2.线索化当前结点(有难度)

        //处理当前结点的前驱结点
        //以结点8来理解 8结点.left = null 8结点.leftType = 1
        if (node.getLeft() == null) {
            //让当前结点的左指针指向前驱结点
            node.setLeft(pre);
            //修改当前结点的左指针的类型
            node.setRightType(1);
        }

        //处理后继结点
        if (pre != null && pre.getRight() == null) {
            //让前驱结点的右指针指向当前结点
            pre.setRight(node);
            //修改前驱结点的右指针类型
            pre.setRightType(1);
        }

        //!!!每处理一个结点后 让当前结点是下一个结点的前驱结点
        pre = node;

        //3.再线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());
    }

    //删除结点
    public void delNode(int no) {
        if (root != null) {
            //如果只有一个root结点 这里立即判断root是不是要删除的结点
            if (root.getNo() == no) {
                root = null;
            }else {
                //递归删除
                root.delNode(no);
            }
        }else {
            System.out.println("空树，无法删除");
        }
    }

    //前序遍历
    public void preOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.preOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.infixOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    //后序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.postOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    //前序遍历查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.preOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }

    //中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.infixOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }

    //后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.postOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }
}

//创建HeroNode
class HeroNode {
    private int no;
    private String name;
    //左右指针默认为空
    private HeroNode left;
    private HeroNode right;

    //说明
    //1.如果leftType == 0表示指向的是左子树 如果1则表示指向前驱结点
    //2.如果rightType == 0表示指向的是右子树 如果1则表示指向后继结点
    private int leftType;
    private int rightType;

    //构造器

    public HeroNode(int no, String name) {
        super();
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    //递归删除结点
    //如果删除的结点是叶子结点 则删除该结点
    //如果删除的结点是非叶子结点 则删除该子树
    public void delNode(int no) {
        /*
        思路:
        1.因为我们的二叉树是单向的 所以我们是判断当前结点的子节点是否需要删除结点 而不能去判断当前这个结点是不是需要删除的结点
        2.如果当前结点的左子结点不为空 并且左子结点就是要删除的结点 就将this.left == null;并且返回(结束递归删除)
        3.如果当前结点的右子结点不为空 并且右子结点就是要删除的结点 就将this.right== null;并且返回(结束递归删除)
        4.如果第2和3步没有删除结点 那么我们就需要向左子树进行递归删除
        5.如果第4步也没有删除结点 则应当向右子树进行递归删除
         */
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            this.left = null;
        }
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            this.right = null;
        }
        if (this.left != null) {
            this.left.delNode(no);
        }
        if (this.right != null) {
            this.right.delNode(no);
        }
    }

    //编写前序遍历的方法
    public void preOrder() {
        //先输出根结点
        System.out.println(this);
        //递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }
        //递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        //递归向左子树中序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        //输出父结点
        System.out.println(this);
        //递归向右子树中序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    //后序遍历
    public void postOrder() {
        //递归向左子树遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        //递归向右子树遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        //输出父结点
        System.out.println(this);
    }

    //前序遍历查找
    //no 查找no
    //return 如果找到就返回该Node 如果没有找到则返回null
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        //验证比较的次数一定要写在比较语句之前的这个位置 因为无论递归多少次 真正比较的时候是在这个地方比较的
        System.out.println("进入前序遍历搜索");
        //比较当前结点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        //1.判断当前结点的左子节点是否为空 如果不为空 则递归前序查找
        //2.如果左递归前序查找 找到结点 则返回
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {//说明我们左子树找到
            return resNode;
        }
        //1.左递归前序查找 找到结点 则返回 否继续判断
        //2.当前的结点的右子节点是否为空 如果不空 则继续向右递归前序查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    //中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        //判断当前结点的左子节点是否为空 如果不为空 则递归中序查找
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        System.out.println("进入中序遍历搜索");
        //如果找到 则返回 如果没有找到 就和当前结点比较 如果是则返回当前结点
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        //否则继续进行右递归的中序查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    //后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        //判断当前结点的左子节点是否为空 如果不为空 则递归后序查找
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {//说明在左子树找到
            return resNode;
        }
        //如果在左子树没有找到 则向右子树递归进行后序遍历查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        System.out.println("进入后序遍历搜索");
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        return resNode;
    }
}